基于片上系统的SOC设计验证方案.doc
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1、基于片上系统的SOC设计验证方案1、引言在片上系统的设计与实现中,验证这一环节日益重要,整个过程中花在验证的时间比重越来越大,主要原因在于随着SOC 芯片复杂度的提高,验证的规模也成指数级的增加。系统芯片的时代已经到来,在RTL级硬件设计的抽象层次上已经无法应付数以百万和千万门系统的设计和验证。据统计,两年来,一次投片成功率已经由50%降低到39%。不能一次成功的设计必须再投入几个月的设计验证时间和数十万美元的费用。这种风险已经变得不可接受了。因此设计验证出现了所谓的验证危机2。功能验证已经成为集成电路设计和开发的瓶颈,这就使得验证的方法逐渐受到业界人士的高度重视。工程师们在设计时不可能考虑到
2、万无一失,所以很多系统行为是不能紧紧通过测试文件就能保证系统功能的正确性。片上系统(SoC)是一种建构技术,主要由处理器(MCU)以及一些外围设备如UART,MAC,控制器等构成,系统结构图如图1。SoC的验证和ASIC的验证工作有很多相同地方:首先都要进行模拟,检查设计是否符合规则,使用各种方法对芯片进行测试。但是,SOC的验证又比较特殊,存在一些特殊挑战。2.1 整合验证SoC的首要重点就是检查各种元件之间的整合程度,这里隐含的基本假设就是每一部件都已经完成自我检查。2.2.软硬件协同验证处理器中运行的软件必须和硬件部分产生关联才能进行验证。或者我们应该把软硬件当作一个完整的测试中元件(D
3、evice Under Test),对涉及软硬件结合状态的方案进行测试。所以我们要找到一种方法来检验我们编写的测试,以及在涵盖的测试范围中,软硬件之间的关联性。2.3.IP核复用对于可重用的IP核要建立可重用的验证元件。建立可重用的验证元件,会遇到重大挑战,但同时也会因此而获得更大利益。SoC代表的是一类极其复杂的系统。一个典型的SoC需要一个或多个微处理器,还需要一些其他部件,如DSP、Memory等。为验证SoC,首先需要验证每个部件的正确性,然后要验证部件间连接和通信的正确性。SoC验证问题实际上就是:如何针对具体的验证任务,选择适当的验证工具并加以整合。3、当前常用的验证方法关于验证的
4、方法有很多,但是到现在为止还没有任何一种方法可以非常有效地对系统芯片进行功能验证。概括来看,迄今的验证方法可分为模拟、仿真和形式验证三种3。3.1、模拟验证模拟验证是将激励信号施加于设计,进行计算并观察输出结果,并判断该结果是否与预期一致。优点:模拟验证是传统的验证方法,而且目前仍然是主流的验证方法。缺点:非完备性,即只能证明有错而不能证明无错。因此,模拟一般适用于在验证初期发现大量和明显的设计错误,而难以胜任复杂和微妙的错误。模拟验证还严重依赖于测试向量的选取,而合理而充分地选取测试向量,达到高覆盖率是一个十分艰巨的课题。由于设计者不能预测所有错误的可能模式,所以尚未发现某个最好的覆盖率度量
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